金属与酸和水的反应教学设计

许建松

一、教学目标

1.知识与技能

（1）了解钠与水、铁与水蒸气及金属与酸的反应，能够运用所学知识分析并预测生成物。

（2）掌握Na、Fe与H2O反应的现象及现象的解释。

2.过程与方法

透过现象看本质，分析发生反应的内在原因，以提高自身观察能力和分析问题的能力。

3.情感态度与价值观

培养学生科学分析问题的能力和方法，激发学生学习化学的兴趣，乐于探索金属性质的奥秘，感受化学世界的奇妙与和谐。

二、教学重点

钠、铁与水的反应。

三、教学难点

铁与水蒸气的反应的实验设计。

四、教学方式

实验探究法、分析归纳法、理论联系实际法。

五、教学准备

多媒体课件：洛阳一工厂钠着火新闻视频；镁与水反应的视频

实验用品：钠与水反应的学生分组实验，共15组（钠、蒸馏水、酚酞、小烧杯、玻璃片、小刀、镊子，滤纸）；鐵与水蒸气反应演示实验相关用品（大试管、铁架台、酒精灯、表面皿、、棉花、单孔橡皮塞、导气管、还原铁粉、蒸馏水、肥皂水）。

六、教学过程

知识回顾：

上节我们学习了金属与氧气等非金属的反应，知道产物、反应的现象因金属的性质和反应条件不同而不同。

[引入]今天我们来学习金属与酸和水的反应，金属与水或者酸反应是否也与金属的活泼性有关呢？我们先来看一个实验视频。

[视频播放]洛阳一化工厂钠车间发生火灾，新闻稿中有以下描述：液态金属钠流到地沟遇潮发生爆炸燃烧。消防员喷射水泥粉灰覆盖着火燃烧的金属钠。用工业用盐覆盖扫清余火。

[提问]为什么不能用水来扑灭着火的金属钠？金属钠遇到水怎样呢？

[学生分组实验]实验3-3在烧杯中加一些水，滴入酚酞溶液然后把一绿豆大小的钠放入水中，迅速盖上玻璃片，引导学生观察、相互配合描述现象并作好记录。

[特别强调]一定注意实验安全，钠的取用注意以下几点：①用镊子夹取（不能用手接触）；②煤油要用滤纸吸干；③钠块要绿豆粒大小；④多余的钠放回试剂瓶。

现象及解释：

[现象 解释 钠浮在水面上 密度（钠）<密度（水） 融化成光亮的银白色小球 反应放热，钠的熔点低 小球在水面上四处游动 产生的气体推动钠来回游动 发出“嘶嘶”声 反应剧烈、有气体生成 溶液呈红色 钠与水反应有碱性物质生成 ]

[板书]金属与酸或与水的反应

（一）钠与水反应

[分析]钠是非常活泼的金属，能够在常温下和冷水发生剧烈的反应，反应过程的现象可以用五个字来概括“浮、熔、游、响、红”，体现了钠的化学性质与铁，铝等金属有明显差别。

[板书]1.反应现象：“浮、熔、游、响、红”

[提问]请同学们写出钠与水反应的化学方程式，并分析它是否是一个氧化还原反应？再从氧化还原的角度分析，反应中产生的气体是什么？

[小组讨论]得出结论：钠与水的反应是一个氧化还原反应，钠是强还原剂，被氧化为+1价钠离子，水作氧化剂，被还原为氢气。

[板书]2.反应方程式：2Na+2H2O [ ] 2NaOH+H2↑

[小结]钠与水反应，水被还原为氢气，实质是水电离出的极少量的氢离子被钠还原为氢气，这也说明了钠是非常活泼的金属，还原性非常强。那么，钠着火了能否用水灭火？

[讨论后分析]不能，因为钠与水发生剧烈反应，并且产生可燃性气体，这就相当于火上浇油。视频中看到消防员用水泥粉灰灭火，如果实验室中钠着火应该用干燥的沙土灭火。

[过渡]钠能够与冷水剧烈反应，在金属活动顺序表中，镁排在钠的后面，镁跟水反应的情况是什么呢？

[视频播放]砂纸打磨过的镁条投入滴有酚酞试液的冷水中，无明显变化，给试管加热，镁条表面有气泡，溶液变为浅红色。

[小结]镁与冷水反应很缓慢，但能与热水反应，同样能生成碱和氢气。

[板书]（二）镁与水反应

Mg+2H2O [加热] Mg（OH）2+H2↑

[过渡]在钢铁厂《炼钢安全操作规程》中有这么一条严格的规定：炽热的铁水或钢水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理，不得留有水，并应保持地面干燥。

[提问]我们知道，铁能够与稀盐酸或者稀硫酸反应产生氢气，刚才又学了钠和镁分别与水反应，请同学们思考：根据金属活动顺序表，铁能够与水反应吗？如果反应，条件是什么呢？

[板书]（三）铁与水反应

[实验探究]请设计一套简单的实验装置，使铁粉与水蒸气反应。该装置应包括水蒸气发生、水蒸气与铁粉反应、检验产生的气体等部分。

现提供给你3支试管、水槽、蒸发皿、胶塞、导管、酒精喷灯及其他必要的仪器和物品，画出你设计的装置简图

[分组讨论设计]将学生分组按以上环节，讨论反应装置的设计。

[提示]设计考虑因素：①水蒸气的发生装置；②水蒸气与铁粉反应装置；③产物的检验（收集）装置。

[投影小结]

[演示实验]铁与水蒸气反应

按照上述装置进行铁与水蒸气实验并进行产物的检验。

[分析]该实验中，点燃肥皂泡，听到爆鸣声，说明产生了氢气，另外，大家观察试管中生成的固体产物，颜色为黑色，说明产物不是铁的氢氧化物，也不是氧化铁，而是Fe3O4。

该实验中，湿棉花也可以换成某种结晶水合物，比如胆矾。

[板书]3Fe+4H2O（g） [高温]Fe3O4+4H2↑

[分析]铁与水的反应条件比较苛刻，必须在高温且水为气态下才可以进行，书写化学方程式时一定要注意。

[练习]铁粉也能与酸反应，那么和它与水蒸气反应的类型相同吗？如果将等物质的量的铁粉分别与足量的盐酸、水蒸气反应，产生氢气的量是否相等呢？比例又如何呢？

[点评]与酸反应取决于酸的类型，酸不同反应不同。等量的铁粉分别与足量的盐酸、水蒸气反应，产生氢气的量不相等，比例为3∶4。

[本节小结]本节课我们主要学习了钠与水、镁与水、铁与水蒸气的反应。从实验中可以看出，钠、镁、铁分别与水反应越来越困难，我们也可以大胆推测，在金属活动顺序表中，从前到后，单质与水或者酸反应越来越困难，条件越来越复杂。

[布置作业]《世纪金榜》第52～54页

[板书设计]

七、金属与酸的反应

（一）钠与水反应

1.反应现象：“浮、熔、游、响、红”

2.反应方程式：2Na+2H2O 2NaOH+H2↑

（二）镁与水反应

Mg+2H2O [加热]Mg（OH）2+H2↑（条件：加热）

（三）铁与水反应

3Fe+4H2O（g） [高温]Fe3O4+4H2↑

参考文献

[1]人民教育出版社等编.普通高中课程标准实验教科书化学1（必修）教师教学用书[M].北京：人民教育出版社，2007，（3）：38-43.

[2]人民教育出版社等编.普通高中课程标准实验教科书化学1（必修）[M].北京：人民教育出版社，2007，（3）：49-51.